P2P實(shí)時(shí)影音分享技術(shù) - 全文

　　過(guò)去幾年當(dāng)中，一種新的網(wǎng)絡(luò)串流架構(gòu)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn) (Peer-to-Peer) 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)快速的崛起，此種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一開(kāi)始用在于數(shù)據(jù)文件的交換傳遞，后來(lái)進(jìn)而發(fā)展成實(shí)時(shí)(real-time)影音內(nèi)容的廣播技術(shù)，如NICE, ZIGZAG, Narada and Coolstreaming…等，而當(dāng)P2P的技術(shù)運(yùn)用于實(shí)時(shí)影音數(shù)據(jù)分享，即是近來(lái)討論火熱的P2P網(wǎng)絡(luò)電視 (IPTV)，何謂IPTV呢?簡(jiǎn)單的說(shuō)來(lái)，IPTV其實(shí)是透過(guò)現(xiàn)有Internet的基本架構(gòu)，將數(shù)字電視、以及其它影像與聲音透過(guò)寬帶網(wǎng)絡(luò)傳送的技術(shù)(或服務(wù))，提供IPTV的業(yè)者可以利用P2P的技術(shù)來(lái)分擔(dān)資料從單一節(jié)點(diǎn)廣播出去的大量頻寬，將可以大大減少串流提供廠商的服務(wù)器系統(tǒng)架設(shè)經(jīng)費(fèi)。

　　P2P IPTV技術(shù)介紹

　　在前一個(gè)章節(jié)簡(jiǎn)單的說(shuō)明了什么是P2P IPTV，接下來(lái)我們進(jìn)一步來(lái)探討這方面的技術(shù)，IPTV同時(shí)具有兩種技術(shù)，一是傳統(tǒng)的Live TV(也就是Multicasting)，二是Stored TV(也就是Video on demand, VoD)。

　　Live TV

　　通常用來(lái)播放一些實(shí)時(shí)性的影音數(shù)據(jù)，例如美國(guó)職棒大聯(lián)盟的棒球比賽直播，在播放的過(guò)程不會(huì)將影音數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于硬盤，僅會(huì)占用部分計(jì)算機(jī)主存儲(chǔ)器(Main Memory)來(lái)做為緩沖區(qū)(Buffer)，此緩沖區(qū)存放的數(shù)據(jù)為某頻道影音內(nèi)容的部分片段，換臺(tái)之后便換存放另一頻道的影音片段，最后當(dāng)你停止收看時(shí)此緩沖區(qū)將會(huì)釋放成可用內(nèi)存，使用此緩沖區(qū)的用意為一方面下載自己即將要播放的影音數(shù)據(jù)另一方也將自己已有的影音數(shù)據(jù)分享給同是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)(peer)，參考左圖，圖中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的緩沖區(qū)，部分的影音數(shù)據(jù)會(huì)在參與者之間互相傳遞，相互傳遞數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)彼此形成一個(gè)伙伴群組，伙伴關(guān)系的建立方式為此架構(gòu)中的核心組件，對(duì)于整個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的串流傳輸質(zhì)量以及穩(wěn)定性有相當(dāng)大的影響。類似的軟件有已經(jīng)相當(dāng)知名的PPStream(以撥放Live影片為主)。

　　Stored TV (or Video on Demand, VOD)

　　網(wǎng)頁(yè)上的信息除了文字、圖片、動(dòng)畫之外，也可以放上聲音及動(dòng)態(tài)影像的檔案，提供瀏覽者在線欣賞的功能，這種技術(shù)稱為VOD(Video On Demand)-隨選視頻技術(shù)，使用者可不受時(shí)間、空間的限制，透過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨選實(shí)時(shí)播放、在線收看，但無(wú)論是聲音文件或影像文件，皆屬于檔案較大的格式，VOD為了能克服檔案?jìng)鬏敽臅r(shí)的問(wèn)題，使用串流技術(shù)作為傳輸方式，如此才能達(dá)到真正的隨選隨看，不需等候檔案下載，只要開(kāi)啟檔案，在讀取、傳輸?shù)耐瑫r(shí)，同步進(jìn)行播放。

　　目前VOD隨選視訊技術(shù)被應(yīng)用在很多地方，例如股市行情的解盤分析，遠(yuǎn)距教學(xué)、e-Learning、電子商務(wù)e-Commerce、在線MTV、KTV、企業(yè)內(nèi)部公告廣播、訓(xùn)練…等等，使用VOD隨選視訊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于能提供隨時(shí)更新的動(dòng)態(tài)信息，更可以產(chǎn)生互動(dòng)的效果。此外，少了重置的麻煩，更能節(jié)省成本，及提高便利性。

　　甚至ISP或ICP業(yè)者可整合串流技術(shù)與軟硬件設(shè)備，而成為多媒體影音數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)交換中心，或是多媒體ASP，提供頻寬分享、主機(jī)代管、數(shù)據(jù)互換及軟件租賃服務(wù)，即所謂的Multimedia IDC(Internet Data Center)，例如中華電信提供服務(wù)器托管的服務(wù)，其計(jì)費(fèi)的方式若為采用流量計(jì)費(fèi)，提供影音服務(wù)業(yè)者的營(yíng)運(yùn)費(fèi)用將會(huì)非常驚人，營(yíng)運(yùn)成本一旦提高勢(shì)必會(huì)吞蝕了企業(yè)的獲利。

　　目前市場(chǎng)最熱門的VOD應(yīng)用，首推YouTube。它是一個(gè)因特網(wǎng)的網(wǎng)站，讓使用者上載觀看及分享視頻短片，用戶可以上傳影像檔案進(jìn)行壓縮轉(zhuǎn)文件，網(wǎng)站上影片內(nèi)容包羅萬(wàn)象，涵蓋個(gè)人影片及電視節(jié)目片段，音樂(lè)錄像帶及家居錄像等，但其傳送影音的方式采取傳統(tǒng)的主從式(Client/Server)架構(gòu)，使得YouTube的網(wǎng)站需要大量服務(wù)器以及極大的網(wǎng)絡(luò)頻寬，每月需要付大約100萬(wàn)美金的費(fèi)用。

　　點(diǎn)對(duì)點(diǎn)隨選視訊 (Peer to Peer VoD)

　　由于采取傳統(tǒng)的主從式架構(gòu)來(lái)傳送影音數(shù)據(jù)，隨著客戶端的數(shù)量增加，需要耗費(fèi)相當(dāng)大的傳輸成本(YouTube就是一個(gè)很好的例子)，便有研究提出采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式來(lái)傳送影音數(shù)據(jù)，其特色主要在于它破除了Client一定只會(huì)和Server聯(lián)機(jī)的限制，如此便可以大大降低Video伺服端的負(fù)載，這樣的一個(gè)節(jié)省傳輸成本的好處，也令YouTube不得不采用之以降低其龐大的營(yíng)運(yùn)成本。

　　目前在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)隨選視訊運(yùn)用最成功的例子就是Joost。Joos在未推出Live TV的服務(wù)之前便是一個(gè)典型的VOD (Video On Demand)的應(yīng)用程序，在計(jì)算機(jī)上撥放媲美電視上的看得到的高畫質(zhì)影片，根據(jù)該團(tuán)隊(duì)以往的紀(jì)錄，這套軟件應(yīng)該也是基于P2P的分享原則，使用者可以提供影片給別人觀看，影片下載過(guò)程中同時(shí)也要分享自己的上傳頻寬。它與YouTube的不同處為其使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的視頻技術(shù)來(lái)播放你所點(diǎn)選的節(jié)目，其畫質(zhì)也較YouTube來(lái)得清晰且Joost目前并不提供用戶自制與上傳影片，目前的服務(wù)也以電視臺(tái)制播的節(jié)目為主，所有能在Joost上看到的網(wǎng)絡(luò)電視頻道都是合法取得的。

　　P2P應(yīng)用趨勢(shì)

　　P2P的相關(guān)技術(shù)及學(xué)術(shù)研究已經(jīng)幾近成熟的階段，一些應(yīng)用如雨后春筍般地出現(xiàn)，其中最令人印象深刻的就是目前市面上已有業(yè)者將P2P技術(shù)嵌入于無(wú)線基地臺(tái)(Access Point, AP)，將應(yīng)用程序 (Application) 或服務(wù)嵌入于類似無(wú)線基地臺(tái)的嵌入式裝置，這個(gè)想法始自于FON的概念，什么是FON的概念呢?

　　FON是一個(gè)全新的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，為Web2.0概念的應(yīng)用，訴求的就是透過(guò)開(kāi)放、分享的理念，匯集眾人的力量來(lái)打造一個(gè)WiFi Everywhere的環(huán)境。只要參加FON會(huì)員，將FON專屬路由器接上家里的寬帶網(wǎng)絡(luò)，那么會(huì)員就會(huì)貢獻(xiàn)出部分網(wǎng)絡(luò)頻寬?！懊赓M(fèi)分享、分享免費(fèi)(Share for free, access for free)”是FON的宗旨。會(huì)員在貢獻(xiàn)出自己的部分頻寬，之后在任何一處，只要偵測(cè)到由其它FON會(huì)員分享出來(lái)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，此刻只要登入FON會(huì)員賬號(hào)密碼，就可以免費(fèi)使用。

　　FON的架構(gòu)是由foneros的提供的FON存取點(diǎn)(social router)建立，現(xiàn)階段FON存取點(diǎn)是借著把開(kāi)放原始碼安裝在Linksys及Buffalo的路由器內(nèi)(指定型號(hào))，用戶便可以在世界各地免費(fèi)上網(wǎng)瀏覽。Fonera將會(huì)有很多嶄新的功能，包括雙重SSID (私人及公開(kāi))，而fonero更加可以和鄰近的會(huì)員聯(lián)系。Fon正在開(kāi)發(fā)可以個(gè)人化的網(wǎng)頁(yè)，使fonero能夠看到鄰近會(huì)員的相片，以及他們的家庭、寵物，他們喜愛(ài)的網(wǎng)站連結(jié)等家就好像My Space，不同的是只供給鄰近的會(huì)員進(jìn)入(參考下圖)。

　　接下來(lái)我們來(lái)比較如果能將P2P的應(yīng)用程序或服務(wù)嵌入于無(wú)線基地臺(tái)有什么樣子的優(yōu)缺點(diǎn)，事實(shí)上比較無(wú)線基地臺(tái)節(jié)點(diǎn)與一般網(wǎng)絡(luò)上P2P節(jié)點(diǎn)性質(zhì)上的差異，這是發(fā)展P2P協(xié)議需要考慮的議題。從上面的表格可以知道要開(kāi)發(fā)P2P串流協(xié)議于一般的使用者節(jié)點(diǎn)跟無(wú)線基地臺(tái)上面是不一樣的，硬件條件的限制將會(huì)影響到P2P平臺(tái)的設(shè)計(jì)機(jī)制與考慮，另外來(lái)有基地臺(tái)構(gòu)成的P2P網(wǎng)絡(luò)也與傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的P2P網(wǎng)絡(luò)的型態(tài)不一樣，譬如網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)情況。一般節(jié)點(diǎn)加入或離開(kāi)P2P網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)作會(huì)比無(wú)線基地臺(tái)節(jié)點(diǎn)來(lái)得頻繁，一般節(jié)點(diǎn)指的是一般PC的使用者，他們關(guān)閉P2P的應(yīng)用程序便離開(kāi)了P2P網(wǎng)絡(luò)，而無(wú)線基地臺(tái)上的P2P應(yīng)用程序?yàn)橐?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/3653/" target="_blank">嵌入式軟件，通常離開(kāi)P2P網(wǎng)絡(luò)只會(huì)發(fā)生在不使用網(wǎng)絡(luò)而關(guān)閉無(wú)線基地臺(tái)的電源。

　　結(jié)論

　　根據(jù)Gartner市場(chǎng)分析，IPTV用戶數(shù)快速增長(zhǎng)，2010年用戶數(shù)可達(dá)4500萬(wàn)，市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)45億美元。亞洲地區(qū)增長(zhǎng)幅度最大。IPTV的應(yīng)用將成為網(wǎng)絡(luò)上收看影音視訊的主流，再加上web2.0新概念的出現(xiàn)，一些搭配的相關(guān)服務(wù)必慢慢盛行，目前業(yè)者將P2P服務(wù)嵌入于無(wú)線基地臺(tái)的嵌入式裝置就是一個(gè)不錯(cuò)的應(yīng)用，往后是否會(huì)出現(xiàn)一個(gè)殺手級(jí)的應(yīng)用(killer application)來(lái)吸引消費(fèi)者目光，請(qǐng)讓我們拭目以待。